短路與斷路現(xiàn)象分析

短路與斷路現(xiàn)象分析一、短路與斷路現(xiàn)象分析電路故障類型，主要有兩種，短路和斷路。短路，又分為電源短路和用電器短路兩種。1、電源短路，指導(dǎo)線不經(jīng)過用電器而直接接到了電源的兩極上。導(dǎo)致電路中電流過大，從而燒壞電源。這種情況是絕對不允許的。電源短路，如圖兩種情況，一種是開關(guān)閉合，導(dǎo)線直接接到電源兩極上;另一種是開關(guān)閉合，電流表直接接到了電源兩極上。2、用電器短路，指的是串聯(lián)的多個(gè)用電器中的一個(gè)或多個(gè)（當(dāng)然不是全部）在電路中不起作用，這種情況是由于接線的原因或者電路發(fā)生故障引起的。這種情況一般不會(huì)造成較大的破壞。L1 |_^用電器短路，從實(shí)驗(yàn)的角度給學(xué)生做如圖所示的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生觀察到：閉合開關(guān)，燈泡L、L發(fā)光，12當(dāng)用一根導(dǎo)線并接到A、B兩點(diǎn)之間，燈泡L熄滅，燈泡L變亮。事實(shí)告訴同學(xué)們，此時(shí)燈泡L中沒有電212流流過，電流從電源正極流到A點(diǎn)后，只經(jīng)過導(dǎo)線流到B點(diǎn)，再流過L，回到電源負(fù)極。1將這一現(xiàn)象上升到理論就是:從同一起點(diǎn)A到同一終點(diǎn)B，如果存在多條可能的通路，但其中有一條是導(dǎo)線，則電流只流經(jīng)導(dǎo)線，不通過其他任一通路。這種現(xiàn)象表現(xiàn)出了自然界“最經(jīng)濟(jì)的原理”。斷路，指電路斷開的情況，可能是由于接觸問題或者電流過大把用電器燒毀引起的。二、電路故障模擬實(shí)驗(yàn)如圖，燈泡L和燈泡L串聯(lián)在電路中，為了幫助同學(xué)們理解故障原因，分別做以下四個(gè)模擬實(shí)驗(yàn)：12L1L2M目實(shí)驗(yàn)一:模擬燈L短路的情形，取一根導(dǎo)線并接到L的兩端，閉合開關(guān)，觀察到燈L發(fā)光，且亮度112變亮，電流表示數(shù)變大，電壓表無示數(shù)（被短路）；實(shí)驗(yàn)二:模擬燈L斷路的情形，將燈L從燈座上取下來，閉合開關(guān)，觀察到燈L熄滅，電流表無示112數(shù)，電壓表示數(shù)變大，為電源電壓；實(shí)驗(yàn)三:模擬燈L短路的情形，取一根導(dǎo)線并接到L的兩端，閉合開關(guān)，觀察到燈L亮度變亮，電221流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)變大；實(shí)驗(yàn)四:模擬燈L斷路的情形，將燈L從燈座上取下來，閉合開關(guān)，觀察到燈L熄滅，電流表無示221數(shù)，電壓表也無示數(shù)。三、判斷故障的方法使用電壓表、電流表、小燈泡、導(dǎo)線等都可以判斷故障所在，以下舉例說明。方法一、電壓表檢測法1例1在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，遇到斷路時(shí)，常用電壓表來檢測。某同學(xué)連接了如圖1所示的電路，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，為檢查電路故障，他用電壓表進(jìn)行測量，結(jié)果是，則此電路的故障可能是（）A（開關(guān)S接觸不良B（小燈泡燈絲斷了C（d、e間出現(xiàn)斷路D（e、f間出現(xiàn)斷路分析:觀察電路，燈泡和定值電阻串聯(lián)，閉合開關(guān)S后，發(fā)現(xiàn)燈不亮，說明發(fā)生斷路故障。用電壓表測量時(shí)，表與被測元件并聯(lián)，相當(dāng)于在被測元件旁又使電流有了一條路徑。若被測元件通路，由于電壓表電阻很大，等效于開路，對電路無影響，其示數(shù)為零;若被測元件斷路，電流不能從元件通過，只能從電壓表通過，因電壓表的電阻很大，這個(gè)電流很小，燈泡不亮，但電壓表有示數(shù)，且近似等于電源電壓。本題中電壓表測得，說明電源可提供3V電壓；，說明a、d兩點(diǎn)與電源兩極相連的電路某處斷開，，說明故障在d、e兩點(diǎn)之間且為斷路。選擇C。%=?%.二。七=獷%二獷方法二、導(dǎo)線檢測法例2（06大連）如圖所示，閉合開關(guān)S時(shí)，燈泡L、L都不亮，用一根導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩點(diǎn)12時(shí)兩燈都不亮;接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮;接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都亮。則（）A（燈斷路B（燈斷路C（燈短路D（開關(guān)S斷路分析:閉合開關(guān)S時(shí)，燈泡L、L都不亮，說明電路發(fā)生斷路故障。用一根導(dǎo)線的兩端接觸a、b兩12點(diǎn)時(shí)兩燈都不亮，說明斷路故障發(fā)生在燈L和開關(guān)上;接觸b、c兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都不亮;說明斷路故障發(fā)2生在燈L和開關(guān)上;接觸c、d兩點(diǎn)時(shí)，兩燈都亮，排除燈泡故障，說明開關(guān)S斷路，故選D。1電流表、小燈泡的檢測法與導(dǎo)線相似，電流表檢測時(shí)要防止造成電源短路。四、典型練習(xí)題1（如圖2所示的電路中，電源電壓為6V，當(dāng)開關(guān)S閉合后，只有一只燈泡發(fā)光，且電壓表V的示數(shù)為6V，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（）L——__Jffli￡[/￡]口A（燈處短路B（燈處短路C（燈處斷路D（燈處斷路2（如圖3所示，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，發(fā)現(xiàn)電流表指針偏轉(zhuǎn)，電壓表指針不動(dòng)。該電路的故障可能是（A）2圖§ “GAGA（燈接線短路B（燈的接線短路C（燈的燈絲斷了口（燈的燈絲斷了3（在圖4所示的電路中，電源電壓不變，閉合開關(guān)S后，燈、都發(fā)光。一段時(shí)間后，其中一盞燈突然熄滅，而電流表、電壓表的示數(shù)不變，產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因可能是（）圖4 4444A（燈短路B（燈短路C（燈斷路D（燈斷路（以上3道練習(xí)題的答案分別是:B、A、D）電路中電流電壓變化的分析電路的結(jié)構(gòu)分析：電路的結(jié)構(gòu)分析的主要任務(wù)是分析組成電路的各元件間的串并聯(lián)關(guān)系，并能畫出串聯(lián)和并聯(lián)關(guān)系的簡化電路圖。首先應(yīng)明確“串聯(lián)”、“并聯(lián)”的意義，如果電路中的同一電流依次流經(jīng)各電路元件，這些電路元件就是串聯(lián)的;如果電流從某一點(diǎn)開始分別流經(jīng)不同元件后又匯合在一點(diǎn)，這些元件就是并聯(lián)的，由此可根據(jù)電流的走向分析元件間串并聯(lián)關(guān)系。另外在識(shí)別電路時(shí)，電流表相當(dāng)于導(dǎo)線，電壓表相當(dāng)于斷路去掉。電路的動(dòng)態(tài)分析：電路的動(dòng)態(tài)分析的主要任務(wù)是分析電路中各元件電流和電壓的變化。（1）首先要進(jìn)行電路結(jié)構(gòu)分析了解各元件間的串聯(lián)、并聯(lián)關(guān)系，弄清各電表測的是哪段電路的哪個(gè)物理量，弄清變阻器電阻變化的情況等。（2）處理好部分和整體的關(guān)系、阻值變化與阻值不變部分之間的關(guān)系，一個(gè)電阻的變化可以引起電路中一系列電學(xué)量的變化，分析有關(guān)電學(xué)量的變化時(shí)要注意整體與部分、干路與支路的聯(lián)系。最常見的分析思路是，由部分電路電阻的變化推斷電路總電阻的變化，再由歐姆定律討論總電流的變化電壓對于定值電阻常用分析，對變化的電阻常用（U常為電源電壓，為定值電總%=%,艮皂V=U皂—ER1J二版R阻）來分析。s尸工例i：如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)，電壓表的示數(shù)。嶼嶼解:首先根據(jù)電路連接情況判斷該電路是串聯(lián)電路。下面判斷電路中的電流和電壓的變化。PRP(1)觀察滑動(dòng)變阻器的變化；【向左移動(dòng)變小】3衣且=我產(chǎn)+RE; In(2)推斷電路總電阻()的變化；【變小】-i=&hRUA(3)判斷電路中電流的變化(為電源電壓不變)；【變大】吃(4)判斷各部分電路電壓的變化，先判斷定值電阻的電壓變化【變大】、后判斷滑動(dòng)變阻器電壓的變化()【變小】/二仃-須匕算?例2如圖所示，電源電壓不變，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向左移動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的()人(三只電表的示數(shù)都變大B(、示數(shù)變小，的示數(shù)不變向1西/：口三只電表的示數(shù)都變小D(表的示數(shù)變小，、表示數(shù)不變K解：首先根據(jù)電路連接情況判斷該電路是并聯(lián)電路，接著判斷電路中的電流和電壓的變化，表并聯(lián)